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1 v2v2 zu II.4.1.: Gedankenexperiment zum Schwerpunktsatz:...... Sand (masselos) m 0 v1v1 Munition, M 1 Kugel: dM Wie weit kann man mit diesem Rückstoßantrieb.

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1 1 v2v2 zu II.4.1.: Gedankenexperiment zum Schwerpunktsatz: Sand (masselos) m 0 v1v1 Munition, M 1 Kugel: dM Wie weit kann man mit diesem Rückstoßantrieb fahren? M Sand + Munition Massenschwerpunkt (zeitlich konstant)

2 2 m1m1 m2m2 Wechsel- wirkungsgebiet θ1θ1 θ2θ2 Streuwinkel Konservative Kräfte: Elastischer StoßΣ T i = const Dissipative Kräfte: Unelastischer StoßΣ T i nimmt ab Innere Anregung: Superelastischer StoßΣ T i kann zunehmen Konservative Kräfte: Elastischer StoßΣ T i = const Dissipative Kräfte: Unelastischer StoßΣ T i nimmt ab Innere Anregung: Superelastischer StoßΣ T i kann zunehmen Billiard: Direkter Stoß des Laien ziemlich elastisch Profistoß mit Drall superelastisch II.4.3. Stoßgesetze

3 3 θ θ Beispiel: Elastische Streuung von Elementarteilchen e+e+ e 100 GeV e+e+ e Detektor 100 GeV 100 GigaVolt Beschleunigungsspannung Experimentelle Charakterisierung der Kraft beim Stoß:

4 4 Beispiel: e e

5 5 e+e+ e 100 GeV Detektor e+e+ e γ Lichtquant (Photon) Gammastrahlung Typischer Detektor für Elektronen und Photonen: Kalorimeter aus speziellen Kristallen Teilchenenergie sichtbares Licht Photosensor Typischer Detektor für Elektronen und Photonen: Kalorimeter aus speziellen Kristallen Teilchenenergie sichtbares Licht Photosensor Beispiel: Unelastische Streuung von Elementarteilchen

6 6 Beispiel: e e

7 7 m1m1 m2m2 Abgeschlossenes System Impulserhaltung: (Stets gültig! Egal ob elastisch oder nicht) Beispiel: total unelastischer Stoß m1m1 m2m2 m 1 m 2 Verformungsenergie Q

8 8 m2m2 L Beispiel: Ballistisches Pendel m1m1 v v'v' Messe d Tafelrechnung Schwerpunktsbewegung: L L Umkehr- punkt d h Aufheizung, Wärmeenergie Q

9 9 θ1θ1 θ2θ2 Streuwinkel Elastischer Stoß: Q 0...und zusätzlich Energieerhaltung 6 Unbekannte Impulserhaltung 3 Gleichungen Energieerhaltung 1 Gleichung 2-dimensionale Lösungsschar z.B. Parameter: 1, 2 Impulserhaltung... Schwerpunkt Schwerpunktgeschw. bleibt konstant, Relativgeschw. wird gedreht!

10 10 Spezialfall: Elastischer Stoß im Schwerpunktsystem Streuebene Erhaltung des Schwerpunktimpulses: Impulsübertrag: Energieerhaltung

11 11 Spezialfall: Elastischer Stoß im Targetsystem Streuebene Schwerpunktgeschwindigkeit: oft ruhend im Labor Laborsystem m 1 m 2 Folgerung: falls m 1 m 2 Anwendung: Neutronen-Abbremsung durch Moderator in Kernkraftwerken

12 12 Streuebene 50 % entartete Streukreise Spezialfall: Targetsystem, m 1 m 2

13 13 Streuebene 100 % Streuung in alle Richtungen Spezialfall: Targetsystem, m 2

14 14 Streuebene 100 % Vorwärtsstreuung Spezialfall: Targetsystem, m 1

15 15 Elastischer Stoß gegen eine ruhende ebene Wand: keine Kräfte parallel zur Wand Folgerung: Reflexionsgesetz Einfallswinkel Ausfallswinkel


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